Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:13:28Z : No. of bitstreams: 1 97845.pdf: 1679736 bytes, checksum: 7ce84e5cb3ceda57783814ee7b99fcc2 (MD5) / Neste trabalho estudamos dois problemas relativos à transição de fases em modelos magnéticos através da equação Mestra. No primeiro deles, consideramos a evolução, em direção ao estado estacionário, de uma cadeia dupla de spins, através da relaxação inicial do parâmetro de ordem. Mostramos que o expoente crítico dinâmico pode depender dos aspectos microscópicos da Hamiltoniana, não exibindo um caráter universal, para as taxas de transição de Glauber e Kawasaki. No segundo problema determinamos os estados estacionários para o modelo de Ising anisotrópico em duas dimensões, levando-se em conta a correlação entre primeiros vizinhos. Determinamos o diagrama de fases desse modelo, que apresenta as fases antiferro, ferro e paramagnética.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335625.pdf: 1558999 bytes, checksum: e98c263a828861227b48197fca33ee27 (MD5) Previous issue date: 2015 / A probabilidade de percolação em redes de Bethe e redes de Husimi (quadrada e triangular) é calculada para os casos de percolação usual, daqui para a frente chamada apenas de percolação, percolação de ?bootstrap? e percolação de ?bootstrap? probabilística. É obtido também o expoente crítico ß para os mesmos casos. É utilizado para os cálculos um método bastante direto que permite montar equações que, resolvidas, obtêm resultados exatos para os sistemas estudados. Os resultados obtidos com este método são comparados com resultados conhecidos para os casos de percolação, percolação de ?bootstrap? e percolação de ?bootstrap? probabilística na rede de Bethe bem como percolação em redes de Husimi. São obtidos resultados novos para percolação de ?bootstrap? em redes de Husimi e são apresentadas as equações para a percolação de ?bootstrap? probabilística em redes de Husimi.<br> / Abstract : Percolation probabilities in Bethe and Husimi (square and triangular) lattices are obtained for following models: usual percolation, from now on called only percolation, bootstrap percolation, and probabilistic bootstrap percolation. Also the critical exponent ß is obtained for these cases. A very direct method is used, which leads to equations that, when solved, allow to obtain exact solutions for the studied systems. The results obtained with this method are compared with known results for the cases of percolation, bootstrap percolation, and probabilistic bootstrap percolation in the Bethe lattice and percolation in Husimi lattices. New results are obtained for bootstrap percolation in Husimi lattices and also the equations for probabilistic bootstrap percolation in Husimi lattices are presented.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Many natural and social systems exhibit globally organized behavior without the aid of a centralized control. Examples of such decentralized systems include conventions and norms, social learning in animals and humans, as well as fads, rumors and revolts. Examples are also abundant in biology: the evasive behavior of animals in large groups, such as fish and birds, show a great synchronicity even in the absence of an leader. In order to understand these decentralized systems, one must first understand strategies for global coordination that use only local information. This work explores the use of Genetic Algorithms in the creation of naturally efficient strategies in noisy environments. Genetic Algorithms are an important new tool in problem solving, and offer insight into how evolution may work. By using what is known about genetic algorithms, one can discover more about evolution and its mechanisms. The density classification task is used here to test strategy success, and revealed to be a good test for system-wide coordination and global information processing. Since it is very difficult to evolve highly fit rules when the number of neighbors $k$ is greater than 5, this suggests that evolution may build complex solutions based on solutions to simpler problems. Using this idea, we propose a method to promote rules increasing $k$. Based on the evolution of initial rules with few neighbors and using noise as evolutionary pressure, we were able to find efficient rules for a large number of neighbors, under the condition of a very high noise level. We find that the evolved rules are more robust to noisy environment than the majority rule. This increased efficiency at higher noise levels can be explained in terms of the larger weight given by these rules to the information of the evolving agent itself (not influenced by noise) than to the information obtained from its neighbors. As a consequence, the agents using these evolved rules tend to keep their own states, unless the great majority of their neighbors disagree with them, showing a persistence behavior that can be seen in social experiments. / Muitos sistemas naturais e sociais exibem comportamento globalmente organizado sem a presenÃa de um controle central. Exemplos incluem convenÃÃes e normas, aprendizado social em animais e humanos, assim como modismos, boatos e revoltas. Exemplos em biologia tambÃm sÃo abundantes: o comportamento evasivo de animais em grandes grupos, como peixes e pÃssaros, mostram uma grande sincronia mesmo na ausÃncia de um lÃder. A fim de entender esses sistemas descentralizados, precisamos estudar primeiramente estratÃgias de coordenaÃÃo global que utilizam apenas informaÃÃes locais. Esse trabalho explora o uso do Algoritmo GenÃtico na obtenÃÃo de estratÃgias naturalmente eficientes em ambientes ruidosos. O Algoritmo GenÃtico à uma nova ferramenta importante na soluÃÃo de problemas deste tipo, e oferece indÃcios de como a evoluÃÃo deve atuar. Usando o que à conhecido sobre Algoritmos GenÃticos, podemos descobrir mais sobre a evoluÃÃo e seus mecanismos. A classificaÃÃo por densidade à utilizada para testar o sucesso de estratÃgias, pois trata-se de um bom teste para coordenaÃÃo global e processamento global de informaÃÃes. Como à muito difÃcil evoluir regras com grande eficiÃncia quando o nÃmero de vizinhos $k$ for maior que 5, isso sugere que a evoluÃÃo deve construir soluÃÃes complexas baseadas em soluÃÃes de problemas simples. Usando essa ideia propomos um mÃtodo de promover as regras aumentando o $k$. Com base na evoluÃÃo inicial de regras com poucos vizinhos e usando o ruÃdo como "pressÃo" evolutiva, nÃs fomos capazes de achar regras eficientes para um grande nÃmero de vizinhos, submetidas a condiÃÃo de um alto nÃvel de ruÃdo. Achamos que as regras evoluÃdas sÃo mais robustas a ambientes ruidosos do que a regra da maioria. A alta eficiÃncia para grandes valores do ruÃdo pode ser explicada em termos do maior peso dado por essas regras à informaÃÃo da prÃpria cÃlula (nÃo influenciada pelo ruÃdo) do que a informaÃÃo obtida atravÃs vizinhos. Como consequÃncia, as cÃlulas que empregam essas regras evoluÃdas tendem a manter seus prÃprios estados, atà que uma grande maioria dos vizinhos discordem delas, mostrando um comportamento de persistÃncia que pode ser encontrado em experimentos sociais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. / Made available in DSpace on 2012-10-21T00:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudamos nesta tese de doutorado um modelo de reação entre dois tipos de monômeros sobre uma superfície catalítica. A superfície é representada por redes hipercúbicas com d=1, 2 e 3 dimensões e as reações estudadas são A+A®A2 e A+B®AB. Aplicamos a aproximação de campo médio e simulação de Monte Carlo. Os resultados mostraram que este modelo de não-equilíbrio apresenta uma transição de fase entre seus diferentes estados estacionários, sendo a transição contínua e de um estado ativo para um único estado absorvente. Mostramos que o comportamento crítico do modelo, descrito por um conjunto de expoentes críticos estáticos e dinâmicos, é o mesmo da percolação dirigida.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Desde o trabalho pioneiro de Javal em 1879 sobre a leitura (E. Javal, 2010), o movimento ocular tem sido objeto de intensa pesquisa como uma forma de elucidar os mecanismos internos de processos cognitivos que estÃo intimamente relacionados com a visÃo (A. L. Yarbus, 1967). Entre outras, uma tarefa cognitiva que à muito importante para nossa vida cotidiana à a de buscas visuais por objetos escondidos. Na presente dissertaÃÃo, nÃs investigamos atravÃs de experimentos de rastreamento ocular, as propriedades estatÃsticas associadas à busca por alvos escondidos em imagens em meio a diversos distratores. Nossos resultados mostram que o processo dual de movimento ocular, composto por sequÃncias de saltos pequenos (fixaÃÃes) intercalados com saltos grandes menos frequentes (sacadas), apresenta assinaturas estatÃsticas caracterÃsticas. Mais precisamente, enquanto os saltos sacÃdicos seguem uma distribuiÃÃo log-normal de distÃncias, que à tÃpica de processos multiplicativos, os comprimentos $r$ dos saltos menores das trajetÃrias de fixaÃÃo sÃo consistentes com uma distribuiÃÃo em lei de potÃncia, $P(r)sim r^{-alpha}$, onde $alphaapprox 3.1$. Nossos achados corroboram elementos de complexidade anteriormente observados para buscas visuais como uma tarefa Cognitiva.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:58:54Z : No. of bitstreams: 1 96491.pdf: 1662626 bytes, checksum: 05df040aebdd3596e99c04658d738b16 (MD5) / Neste trabalho determinamos a dependência da magnetização em função da temperatura para modelo de Heisenberg anisotrópico em duas dimensões, através do formalismo das funções de Green. Comparamos nossos resultados com os obtidos através de grupo de renormalização no espaço real e com resultados experimentais realizados em filmes finos. Também, neste trabalho, aplicamos o grupo de renormalização de campo médio para obter o diagrama de fases de um antiferromagneto diluído em um campo uniforme. Nossos resultados sugerem a presença de pontos tricríticos neste sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284967.pdf: 713319 bytes, checksum: c93529cecc4376f51da0cb114102d34f (MD5) / Estudamos um sistema magnético em camadas com interações não homogêneas entre essas camadas. Nosso objetivo foi obter as propriedades críticas desse sistema, usando a aproximação de campo médio. Tratamos o modelo de Ising de spin-1/2 com interações moduladas pela sequência de Fibonacci. Dentro da aproximação de campo médio, essa sequência é classificada como marginal, na qual espera-se que os expoentes críticos dependam continuamente da razão entre as duas interações existentes, r (r=1 corresponde ao modelo uniforme). Para vários valores de r, obtivemos resultados numéricos para a "temperatura crítica" de um sistema finito com comprimento linear L (Tc(L)) e extrapolamos para o limite termodinâmico. Nossos resultados para Tc(L) têm mais de 14 casas decimais de precisão. Isto foi necessário para obtermos estimativas confiáveis para os expoentes ?, ? e ?. Esses expoentes foram calculados supondo uma dependência log-periódica das quantidades termodinâmicas relevantes com a temperatura reduzida ou com o campo magnético. Nós verificamos que esses expoentes críticos são dependentes da razão entre as interações e obedecem a relação de escala entre os expoentes críticos, ? = ? ( ? - 1 ), para qualquer valor de r. Nós também obtivemos os expoentes críticos ??? e ? das relações de escala entre os expoentes, na dimensão crítica superior (supostamente 4 para esse modelo).

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 280990.pdf: 817288 bytes, checksum: 3c0effd17ff68abbd475ccbedd5a9ae4 (MD5) / Este trabalho divide-se em duas partes. Na primeira, nós calculamos o expoente dinâmico do algoritmo de Niedermayer aplicado aos modelos de Ising e XY em duas dimensões, para vários valores do parâmetro $E_0$ (o qual, resumidamente, controla o tamanho médio das ilhas a serem modificadas). Para $E_0=-1$ nós reobtemos o algoritmo de Metropolis e para $E_0=1$ reobtemos o algoritmo de Wolff. Para $-1<E_0<1$, nós mostramos que o tamanho médio das ilhas inicialmente cresce com o tamanho linear do sistema, $L$, mas eventualmente satura em um determinado tamanho $\tilde{L}$, que depende de $E_0$. Para $L>\tilde{L}$ o algoritmo de Niedermayer se comporta como o algoritmo de Metropolis, isto é, tem o mesmo expoente dinâmico. Para $E_0>1$, os tempos de auto-correlação são sempre maiores que para $E_0=1$ (Wolff) e, mais importante, sempre crescem mais rápido que uma lei de potência de $L$. Portanto, mostramos que a melhor escolha do parâmetro $E_0$ é o que retoma o algoritmo de Wolff. Nós também obtemos o comportamento dinâmico do algoritmo de Wolff; apesar de não conclusivo, propusemos uma lei de escala para o tempo de auto-correlação. Na segunda parte nós estudamos o modelo de Potts numa rede retangular com modulações aperiódicas nas interações ao longo de uma direção. Os resultados numéricos foram obtidos utilizando o algoritmo de Wolff para diferentes tamanhos de redes, permitindo que o método de escala de tamanho finito fosse utilizado. Foram utilizadas 3 sequências aperiódicas autoduais, as quais permitem resultados mais precisos, uma vez que a temperatura crítica pode ser conhecida exatamente. Nós analisamos 3 modelos, com seis, oito e quinze estados, todos com transições de primeira ordem no sistema uniforme. Mostramos que o critério de Harris-Luck, originalmente introduzido para o estudo de transições contínuas, é obedecido também para transições de primeira ordem. Nossos resultados indicam que a nova classe de universalidade é dependente do número de estados do modelo de Potts. Como esperado, observamos uma dependência log-periódica da magnetização e da susceptibilidade com o tamanho do sistema finito.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295969.pdf: 1516842 bytes, checksum: d6455002ebf9d5ca9a1d2e87f14da09b (MD5) / Apresentamos nesta dissertação a produção e caracterização de filmes automontados utilizando ferrofluidos (FFs) surfactados (catiônicos e aniônicos). FFs são uma classe muito interessante de materiais, pois apresentam tanto características magnéticas quanto fluidas. Por esse motivo apresentam grande interesse tecnológico, podem ser manipulados com o uso de campos magnéticos sem contato mecânico. Filmes automontados foram produzidos pela técnica de LBL utilizando-se o policátion poli(alilamina hidroclorada) (PAH) com um FF aniônico e o poliânion poli(vinil sulfonato, sais de sódio) (PVS) com um FF catiônico. As amostras foram produzidas variando-se o tempo de imersão, o pH das soluções poliméricas e o número de bicamadas. O crescimento dos filmes foi caracterizado por espectroscopia UV-Vis e a morfologia e espessura por medidas de AFM. Em algumas amostras fizemos ainda caracterização com um magnetômetro de amostra vibrante (VSM), a fim de verificar a dependência da resposta magnética ao pH utilizado na sua produção. Nós investigamos a dependência do crescimento dos filmes com os parâmetros de produção, onde fizemos uso de teoria de leis de escala com o objetivo de correlacionar o regime de crescimento dos filmes LBL com o FF utilizando. A partir deste trabalho foi possível estabelecer os parâmetros mais adequados para obtenção de filmes nanoestruturados de FFs bastante homogêneos, com espessura e rugosidade controladas. A partir das leis de escala obtivemos uma caracterização completa dos padrões de crescimento dos filmes. Portanto, este trabalho contribui para o estabelecimento desta técnica como ferramenta promissora na obtenção de filmes finos magnéticos controlados

Orientador: Edson Denis Leonel / Banca: Paulo César Rech / Banca: Dario Antonio Donatti / Banca: / Resumo: Neste trabalho investigamos algumas propriedades dinâmicas para um ensemble de partículas no modelo bouncer dissipativo. O modelo consiste de uma partícula clássica (ou um ensemble delas), sob ação de um campo gravitacional constante, colidindo contra uma parede que oscila no tempo. As equações que descrevem o modelo completo abrangem dois tipos de colisões: (i) diretas e; (ii) as indiretas. Existe ainda uma versão simplificada do modelo que é equivalente ao Mapa Padrão de Chirikov. Este por sua vez exibe uma transição de caos local para caos global quando o parâmetro ε atinge um valor crítico. O modelo conservativo preserva área no espaço de fases e pode exibir crescimento ilimitado de energia, fenômeno conhecido como Aceleração de Fermi. O fenômeno é suprimido através da introdução de dissipação via colisões inelásticas. A transição entre crescimento ilimitado e limitado de energia é descrita através de hipóteses de escala. Estas conduzem a uma função homogênea generalizada que fornece duas leis de escala, validadas através dos expoentes críticos. A expressão analítica da velocidade quadrática média das partículas nos leva ao cálculo dos mesmos expoentes da transição, obtidos de forma independente das simulações. Uma sobreposição de curvas Vrms vs. n valida os expoentes críticos obtidos. A conexão do modelo bouncer com a Termodinâmica é obtida através do desenvolvimento de uma expressão para a Entropia, em concordância com o 3o Postulado da Termodinâmica / Abstract: In this work we investigate some dynamical properties for an ensemble of particles in a dissipative bouncer model. The model consists of a classical particle (or an ensemble of them) colliding against a wall that oscillates as function of the time, under the action of a constant gravitational field. The equations that describe the complete model include two types of collisions: (i) direct and; (ii) indirect. There is a simplified version of the model which is equivalent to Chirikov's standard map. The map shows a transition from local to global chaos when the parameter " reaches a critical value. The conservative model preserves the phase space area and, depending on the initial conditions as well as control parameter, can show unlimited growth of energy, a phenomenon known as Fermi acceleration. The phenomenon is suppressed by introducing dissipation via inelastic collisions. The transition between unlimited and limited growth of energy is described by scaling hypothesis. Such scaling leads to a generalized homogeneous function that provides two scaling laws, validated by well defined critical exponents. The analytical expression of the mean square velocity of particles leads to the calculation of these exponents of the transition, obtained independently of the simulations. An overlap of the curves Vrms vs. n validates the critical exponents obtained. The connection of the bouncer model with Thermodynamics is obtained by developing an expression for the Entropy, in agreement with the 3rd Postulate of Thermodynamics / Mestre